基于CPLD与AD9854的谱仪窄带射频发送系统的设计与实现

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1、东北大学硕士学位论文摘要基于CPLD与AD9854的谱仪窄带射频发送系统的设计与实现摘要磁共振成像(MagneticResourceImaging，IVlRI)的临床应用是医学影像学中的一场革命，是继计算机断层造影术(ComputerizedTomography，CT)、超声等影像检查手段后又一新的断层成像方法。与CT相比，MRI具有高组织分辨力、空间分辨力、无硬性伪迹和无放射损伤等优点。本设计是针对国内某公司生产的o．23特斯拉磁共振谱仪系统进行开发和设计的。本文介绍了磁共振的基本原理和磁共振成像的原理，包括射频发送系统的工作原理和系统构成。详细介绍了直接频

2、率合成器(DirectDigitalFrequencySynthesis，DDS)基本结构和性能特点，并对系统设计中所采用的DDS芯片AD9854的控制使用进行了重点分析。本文重点介绍基于复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammableLogicDevice，CPLD)XC95288XL和专用DDS芯片AD9854实现谱仪中窄带射频发送系统的设计与实现。首先，XC95288XL需要实现对AD9854的控制，使其能够在0Hz～150MHz范围内产生一定频率范围内任意频率正／余弦信号，该部分程序是在ISE5．2环境下通过VHDL(VHSICHardwar

3、eDescriptionLanguage)语言实现并通过ModelSimSE5．6d给出仿真波形，下载到芯片中并进行测试验证。其次，需要使用XC95288XL控制AD9854替换原射频发送系统的三块芯片，即DDS芯片HSP45106、数字乘法器HMUl7和数模转换器AD768，产生1．5MHz～2．5MHz的射频基带信号，并到系统进行测试验证，最后，根据相关DDS原理使用XC95288XL控制AD9854实现整个射频发送系统的数字化。关键词磁共振成像直接频率合成器复杂可编程逻辑器件VHDLⅡ东北大学硕士学位论文ABSTRACTDesignandRealizat

4、ionforRadioFrequencyTransmittingSysteminMⅪSpectrumConsoleBasedonCPLDandAD9854AbstractMa黟商cResonanceImagingf～nu)isarevolutioninmedicalimaging,anditisanotheradvancedtomographymedicalimagingdiagnosisequipmentafterX-rayCT(ComputerTomography)，UltrasoundScanner．ComparedwithCT,MRIhasmanyad

5、vantagesinorganizationrecognitionandspatialdefinition,fewerfalsemarksandlessradiodestroy．Thisdesignisbasedonthe0．23TMRIspectrumconsolepmducedbysomecompanyinCKna．ThispaperintroducesthetheoriesandthestructuresofIvlP3systemandtheradiofrequencysignaltransmifingsystem，andintroducesthestr

6、uctureandtheperformanceofDDS(DirectDigitalFrequencySymhesiser),andana／yzesthewayofcontrollingAD9854usedinthedesign．ThispaperpaysemphasesonrealizingtheradiofrequencysignaltransmiRingsystemusingtheComplexProgrammableLogicDevice(CPLD)XC95288XLandAD9854．Firstly,programinXC95288XLtocontr

7、olAD9854toproducethearbitraryfrequencyofthesine／cosinesignalbetween0I-Iz～150MHz．ItisaccomplishedbyVHDL(vHsxcHardwareDescriptionLanguage)inISE5，2，andthewaveshavebeengivenbyModelSimSE5．6d．Theresultshavebeenobservedbyoscillograph．Secondly,itisnecessarytor印laceHSP45106，HUMl7andAD768loca

8、tedintheradiofreque